A distributed opportunistic scheduling protocol for device-to-de...

分布式机会调度协议用于设备到设备（D2D）通信是一种研究论文主题，主要探讨在正交频分复用（OFDM）基础上的D2D通信分布式调度问题。该论文由来自西安电子科技大学信息系统研究所、综合服务网络国家重点实验室的Junyu Liu、Min Sheng、Yan Zhang、Xijun Wang、Hongguang Sun和Yan Shi撰写，并于2013年在IEEE国际个人、室内与移动无线通信研讨会上发表。 D2D通信作为LTE-Advanced的底层技术已被提出并认为是一个有前景的组成部分[1]。D2D通信允许通信对之间直接交换信息，而不是通过与蜂窝基站（eNB）交互信号，从而实现了无线资源的有效空间复用。D2D通信可以根据运营商的控制级别划分为两种模式。第一种模式是完全控制模式[2]。在这种模式下，网络运营商对D2D通信拥有完全的控制权。 论文中提出了一个名为DO-Fast（在公平性约束下的异步分布式机会调度协议）的协议，它通过采用基于机会的调度策略与轮询策略相结合的方式，通过分布式方式交换本地信道状态信息（CSI），使拥有更好信道条件的链路可以优先获得更高的访问优先级。这比随机调度策略更能提高系统的吞吐量，其中链路的优先级是随机分配的，不考虑信道状况。同时，论文还引入了轮询策略，确保了信道条件较差的D2D链路可以交替地获得较高的优先级，从而满足了对链路短期公平性的要求。 DO-Fast协议的提出主要是为了解决在D2D通信中，如何充分利用信道变化的空间多样性以及为所有D2D链路提供访问公平性的问题。DO-Fast协议采用机会调度策略，当链路的信道条件好时，可获得更高的访问优先级，从而增加了同时传输的数量和系统的吞吐量。该协议比随机分配链路优先级的策略更具优势，因为它可以实现比随机调度更高的吞吐量和更好的短期公平性。 论文还通过仿真表明，DO-Fast协议在可接受的延迟性能范围内，从网络的角度来看，能实现比现有调度协议更高的吞吐量提升。DO-Fast协议的核心思想在于允许链路根据其信道状态信息（CSI）来决定是否进行通信，有效地利用了信道的空时资源。 在DO-Fast协议中，还引入了一个轮询策略，该策略确保了具有较差信道条件的D2D链路可以轮流获得较高的优先级。这样的策略不仅提高了系统吞吐量，而且满足了对链路短期公平性的要求。轮询策略的引入是一个创新点，因为通常在通信协议中，尤其是D2D通信协议中，并不常见这样的调度策略。 这篇论文的研究为D2D通信领域提供了一种新的分布式调度方法，特别是在OFDM系统中实现机会调度的方法。DO-Fast协议的提出，为无线通信领域带来了一种新的思路，即如何在保证通信效率的同时，也考虑到了公平性的问题。 通过论文提出的分布式机会调度协议，设备到设备的通信在未来将可能得到更广泛的应用，并为无线通信系统的设计提供了新的视角。这些研究不仅对学术界有着深远的影响，对于通信行业的技术发展和标准化工作也将产生积极的推动作用。